مقاله سازوکاری مقیاس پذیر به منظور پایش فرآیند کسب و کار

بخشی از مقاله

چکیده

عملیات کسبوکار سازمانهای امروزی، به شدت تحت تأثیر تعداد زیاد رویدادهای کسبوکار داخلی و خارجی است. از سویی دیگر، با استفاده از پردازش رویدادهای پیچده میتوان به صورت بیدرنگ الگوهای پیچیده رویدادها و در نتیجه موقعیتهای خاص را شناسایی کرد. بنابر این برنامههای کاربردی پایش فعالیت کسبوکار، با بهره گیری از سامانه های پردازش رویداد پیچیده، قادر به تحلیل برخط رویدادهای مربوط به فرآیندهای کسبوکار هستند. در سازمانهای آگاه از فرآیند، با استفاده از یک مدل فرآیند، روال مورد انتظار جریان کاری توصیف می شود.

البته به دلایل متعددی، نمیتوان این رویه معیار را به گونهای اعمال کرد که تطابق بر مدل، در نمونه فرآیندها تضمین شود و ممکن است که نمونه فرآیندهای واقعی، با رفتار معیار - توصیف شده در مدل فرآیند - ، منطبق نباشند. یکی از وظایف سامانههای پایش فعالیت کسبوکار، تحت عنوان بررسی تطابق، شناسایی و گزارش انحراف از رویه معیار است. سازوکارهای متعددی ارائه شدهاند که با تولید قواعد پردازش رویدادهای پیچیده از نمایههای رفتار عارضی استخراجشده از مدل فرآیند کسبوکار و استفاده از ضد الگوها، انحرافات از مدل را گزارش میدهند.

در اغلب موارد استفاده صنعتی، پیچیدگی مدلهای کسبوکار و تعدد اجرای مدل، منجر به نرخ بالای ایجاد نمونه فرآیندهای پیچیده میگردد. بنابراین در بررسی تطابق، نرخ بالای رویداد و تعدد قواعد پردازش رویداد پیچیده و در نتیجه چالش مصرف منابع محاسباتی وجود دارد. در این مقاله، به منظور رویارویی با این چالش، سازوکاری توزیعشده و مقیاسپذیر، پیشنهادشده که پردازش مربوط به پایش نمونه فرآیندها را میان گرههای محاسباتی پردازش رویداد پیچیده، به صورتی توزیع میکند که حتیالامکان بار گره ها متوازن باشد. در این سازوکار نرخ گذردهی سامانه، با افزایش گره های محاسباتی به صورت خطی، افزایش می یابد.

-1 مقدمه

در سازمانهای آگاه از فرآیند، مدل فرآیند به عنوان توصیف کننده رویه معیار برای فرآیندهای درحال اجرا، مورد استفاده قرار می گیرد. به دلایل متعددی از جمله عدم استفاده از یک سامانه مدیریت فرآیند کسبوکار به منظور اجرای مدل فرآیند یا وجود فعالیتهای غیرخودکار در فرآیند، نمیتوان این رویه معیار را با استفاده از سامانه های مدیریت فرآیند کسب و کار اعمال کرد، در نتیجه این امکان وجود دارد که نمونه فرآیندهای واقعی، با رفتار معیار - توصیفشده در مدل فرآیند - ، منطبق نباشند و در برخی از نمونه فرآیندها، انحراف از مدل فرآیند رخ دهد. بخشی از وظایف سامانههای پایش فعالیت کسبوکار، تحت عنوان بررسی تطابق، شامل گزارش چنین انحرافاتی است.

سازوکارهای متعددی ارائه شدهاند که با تولید ضد الگوها از نمایههای عارضی استخراجشده از مدل فرآیند کسبوکار، به عنوان قواعد پردازش رویداد پیچیده، انحرافات از مدل را گزارش میدهند. به دلیل اینکه در موارد استفاده صنعتی، اغلب، مدلهای کسبوکار، پیچیده بوده و نرخ نمونه فرآیندها زیاد است، متعاقبا تعداد قواعد پردازش رویداد پیچیده و رویدادهای ورودی به سامانه پردازش رویداد پیچیده، زیاد بوده و سازوکارهای پایش کننده با چالش مصرف منابع محاسباتی روبرو هستند.

از طرفی، ماهیت این نوع پایش، برخط بوده و تأخیر در گزارش انحرافات، قابل قبول نیست. به نسبت تعداد فعالیتهای موجود و پیچیدگی مدل فرآیند کسب و کار، تعداد قواعد پردازش رویداد پیچیده برای بررسی تطابق مدل فرآیند، افزایش پیدا میکند که در نتیجه آن، منابع مصرفی سامانه پردازش رویداد پیچیده نیز، افزایش می یابد. همچنین، نیاز است که تا خاتمه یک نمونه فرآیند، رویدادهای مربوط به آن و در نتیجه منابع مورداستفاده آنها را نگهداری کرد.

در چنین سناریویی، ابزارهای پردازش رویداد پیچیده، در نرخ زیاد رویداد، با کمبود منابع، مواجه میشوند که نتیجه آن بسته به سیاست انتخابی، نادیده گرفتن برخی رویدادها یا تأخیر در ارسال نتیجه پردازش خواهد بود. در انتخاب اول، بخشی از رویدادها در پردازش قواعد، لحاظ نمیشوند. با توجه به ماهیت بررسی تطابق، هر رویدادی که نادیده گرفته شود، منجر به تولید خروجی اشتباه در ازای یک نمونه فرآیند خواهد شد. در حالت دوم، ماهیت بلادرنگ بودن پردازش رویداد پیچیده و پایش فرآیند کسبوکار، نقض میشود، به عنوان مثال، ممکن است نتوان پیش از خاتمه یافتن نمونه فرآیند از انحراف آن از مدل، مطلع شده و مانع از ادامه اجرای فرآیند شد.

در سالهای اخیر، تلاشهای متعددی به منظور حل چالش مصرف منابع در پایش فعالیت کسبوکار با استفاده از پردازش رویداد پیچیده شده است. به منظور حل چالش کارایی، دو رویکرد اتخاذ شده است، یک رویکرد با تبدیل گراف مدل فرآیند به درختی سلسله مراتبی، تعداد قواعد و ضد الگوها را کاهش می دهد و رویکرد دیگر، با استفاده از بازنویسی قواعد، با توجه به ساختار گراف فرآیند، قواعد را به ترتیبی تغییر میدهد که به صورت بهینه از منابع محاسباتی استفاده کنند. این دو رویکرد، به نوعی مکمل هم هستند، به این صورت که مصرف منابع محاسباتی در قواعد تولیدشده توسط رویکرد تجزیه گراف مدل فرآیند را میتوان، با بازنویسی این قواعد با رویکرد دوم، بهبود داد.

با توجه به اینکه چالش مصرف منابع محاسباتی، با بهینهترین قواعد پایش نیز، همچنان وجود دارد، در این مقاله، سازوکاری توزیعشده و مقیاسپذیر، پیشنهاد شده، که نمونه فرآیندها را میان گرههای محاسباتی پردازش رویداد پیچیده، توزیع میکند. ساختار این مقاله در ادامه به این صورت خواهد بود. بخش 2، مجموعه ای از تعاریف و مفاهیم اولیه را که در این مقاله مورد استفاده قرار می گیرند، معرفی می کند. در بخش 3، شرحی از کارهای مرتبط ارائه می شود. سازوکار پیشنهادی، در بخش 4 و نتایج حاصل از پیاده سازی آن در بخش 5 ارائه می شود. نهایتا در بخش 6 خلاصهای از نوعآوریها و نتایج حاصل شده از سازوکار پیشنهادی، ارائه میشود.

-2 مفاهیم اولیه

-1-2 پردازش رویداد پیچیده

سامانههای پردازش رویداد پیچیده - CEP - 1، معانی واضحی را به آیتمهای اطلاعاتی مورد پردازش، پیوست میکنند؛ این آیتمها، اعلانهای رویدادهایی هستند که در دنیای خارج اتفاق افتاده و توسط منابعی، مشاهده شدهاند. موتور پردازش رویداد پیچیده، مسئول فیلتر کردن و ترکیب چنین اعلانهایی است تا در قالب رویدادهای سطح بالاتر - رویدادها یا موقعیتهای ترکیبی - به مصرفکنندگان رویداد، اعلام شود که چه اتفاقی در حال رخ دادن است.

سامانههای پردازش رویداد پیچیده را میتوان افزونهای بر سامانههای انتشار-اشتراک2 سنتی دید، که به مشترکان اجازه میدهد، رویدادهای ترکیبی، را دریافت کنند. این رویدادها، رویدادهایی هستند، که رخ دادن آنها، وابسته به رخ دادن سایر رویدادها است. به عنوان مثال کشف رویداد آتشسوزی، وابسته به این است که سه حسگر در محوطهای کوچکتر از 100 مترمربع در فاصله زمانی کمتر از 10 ثانیه، دمای بیشتر از 60 درجه سانتیگراد را گزارش کنند. ابزارهای پردازش رویداد پیچیده، اغلب باید با تعداد زیادی از منابع و مصرفکنندههای اطلاعاتی نامتجانس و توزیعشده که دنیای خارج را مشاهده و بر آن تأثیر میگذارند، تعامل داشته باشند. این سناریو، در بسیاری از کاربردهای پردازش رویداد پیچیده مانند پایشهای محیطی ، خودکارسازی فرآیند کسبوکار و سامانههای کنترلی صادق است. [1]

-2-2 مدیریت فرآیند کسب وکار

مدیریت فرآیند کسبوکار3، نظامی است که دانش فناوری اطلاعات را با دانش علوم مدیریتی ترکیب کرده و آن را در فرآیندهای کسبوکار، اعمال میکند .[2,3] این مبحث در سالهای اخیر، بسیار مورد توجه قرار گرفته، چراکه باعث افزایش تولید و صرفهجویی در هزینهها میشود. علاوه بر این، امروزه، تعداد زیادی سامانه مدیریت فرآیند کسبوکار وجود دارد. این سامانهها، سامانههای نرمافزاری همهمنظورهای هستند که از ابتدا با طراحی فرآیند به منظور انجام و مدیریت فرآیندهای کسبوکار، راهاندازی شدهاند .[4]

مدیریت فرآیند کسبوکار را میتوان افزونهای بر مدیریت گردش کار قلمداد کرد .[5] مدیریتگردش کار عموماً بر خودکارسازی فرآیندهای کسبوکار، تمرکز دارد [6]، درحالیکه مدیریت فرآیند کسبوکار، دامنه گستردهتری از خودکارسازی فرآیند و تجزیه تحلیل آن تا مدیریت فعالیتها و سازماندهی را شامل میشود. سامانههای اطلاعاتی آگاه از فرآیند ، شامل سامانههای گردش کار، سامانههای مدرن مدیریت فرآیند کسبوکار و سامانههایی به منظور انعطافپذیری بیشتر و پشتیبانی از فرآیندهای خاص، هستند .[7] به عنوان مثال سامانههای بزرگ برنامهریزی منابع سازمانی ، سامانههای مدیریت روابط مشتری ، سامانههای مدیریت وضعیت ، سامانههای مبتنی بر قاعده و نرمافزار مرکز ارتباطات را میتوان به عنوان سامانه های آگاه از فرآیند قلمداد کرد.

-3-2 پایش فعالیت کسب وکار

در چرخه حیات مدیریت فرآیند کسبوکار، پایش فرآیند، نقش مهمی ایفا دارد و    با محاسبه کارایی نمونه فرآیندهای در حال اجرا را در سه بعد کیفیت، زمان و    هزینه، به شناسایی نقاط ضعف و قوت، به منظور بهبود سامانه کمک میکند. پایش فرآیند کسبوکار4 سنتی، زمان محور یا تقاضامحور خواهد بود، بنابراین نتایج را با اختلاف زمانی قابل توجهی، ارائه میدهد. این یک نقطه ضعف است، چراکه اجرای فرآیند، اغلب با رویدادهای غیرقابل انتظاری همراه است که باید به صورت بیدرنگ به آنها رسیدگی کرد - به عنوان مثال کمبود نیروی کاری به دلیل اعلام بیماری یکی از کارمندان در لحظاتی قبل از شروع کار - . پایش فعالیت کسبوکار ، به عنوان مکمل رویداد محور پایش سنتی، به عنوان راهحلی برای این چالش ارائه شده است .[8]

عبارت پایش فعالیت کسبوکار، به صورت دقیقی تعریف نشده است اما درک مشترکی از آن در میان محققان و تولیدکنندگان نرمافزار، وجود دارد. پایش فعالیت کسبوکار را میتوان به عنوان فرآیند و فناوریهایی در نظر گرفت که آگاهی از وضعیت به صورت بیدرنگ را به همراه دسترسی و تجزیه تحلیل نشانگرهای کلیدی کسبوکار - KPI - 5 بر پایه منابع دادهای رویداد محور، فراهم میکند KPI .[9]ها معیارهای کمی هستند که پیش از اجرای فرآیند، اعلام شده و فاکتورهای ضروری موفقیت سازمان یا پروژه را تعیین میکنند - به عنوان مثال، تعداد سفارشهای تحویل دادهشده بر اساس بخش تولید در ماه - . با توجه به مطالعات ما، بهترین راه نظارت بیدرنگ بر فعالیتهای کسبوکار، استفاده از پردازش رویدادهای پیچیده است.

عموماً دو رویکرد برای تجمیع مدیریت فرآیند کسبوکار و پردازش رویداد پیچیده وجود دارد. رویکرد اول این است که رویدادهای مرتبط با مدیریت فرآیند کسبوکار را در یک مجموعه مدیریت فرآیند کسبوکار تعریف کرد و این رویدادها را به یک مجموعه پردازش رویداد پیچیده تحویل داد. متعاقباً مجموعه پردازش رویداد پیچیده، بر مجموعه مدیریت فرآیند کسبوکار در زمان اجرای فرآیندها، نظارت میکند. رویکرد دوم این است که از یک مجموعه مدیریت فرآیند کسبوکار برای تعریف واکنشها در یک مجموعه پردازش رویداد پیچیده استفاده کرد.

مجموعه پردازش رویداد پیچیده رویدادهای خارجی مختلف را تحلیل میکند و در صورت کشف یک الگو، مجموعه مدیریت فرآیند کسبوکار را آگاه میکند و این سامانه هم فرآیند پاسخ به آن الگو را اجرا میکند. برخی کارها [10]، این رویکرد را توسعه داده و از پردازش رویداد به منظور پیادهسازی اجرای نمونه فرآیندهای کسبوکار، استفاده میکنند. در اینجا، هر مرحله از فرآیند را میتوان به عنوان بخشی جداگانه از اجرای فرآیند، تصور کرد که با اتمام آن، رویدادی به موتور پردازش رویداد، ارسال میشود.

این رویداد، فعالیت بعدی را با توجه به مدل فرآیند کسبوکار، اجرا میکند. مدلهای فرآیند کسبوکار، عموماً شامل قواعدی هستند که باید توسط موتور پردازش رویداد پیچیده، ارزیابی شده و بر اساس این ارزیابیها، فعالیت بعدی در مدل، تعیین شود. به همین ترتیب، میتوان مدلهای فرآیند را به صورت لایههای سلسله مراتبی طراحی کرد بدین معنی که اجرای یک فرآیند، اجرای فرآیندی در لایه پایینتر را، شروع کند .[11]

در سازمانهای بزرگ، مدلهای فرآیند به منظور توصیف عملیات کسبوکار، استفاده میشوند. این مدلها، نیازمندیهایی را که باید هنگام توسعه سامانههای اطلاعاتی آگاه از فرآیند، در نظر گرفته شوند، مستند میکنند .[7] از طرف دیگر، با استفاده از مدل فرآیند در یک موتور گردش کار میتوان رفتار مشخصشده در مدل را اجبار کرد. در هر دو حالت، مدل فرآیند، نقشی معیاری دارد؛ به این معنی که رفتار مورد انتظار از فرآیند را، دیقاً توصیف میکند.

با وجود تفاوتها در قدرت توصیف و نمادگذاریهای زبانهای رایج توصیف فرآیند، یک مدل فرآیند، گرافی شامل گرهها و یالها است. گرهها، نشاندهنده فعالیتها و تغییر مسیرهای جریان کنترلی - انفصال و اتصال - هستند که منطق اجرایی دنباله فعالیتها را پیادهسازی میکنند. یالها نیز، ساختار جریان کنترلی فرآیند را، پیادهسازی میکنند. سامانههای اطلاعاتی آگاه از فرآیند، عملیات کسبوکار را به همان صورتی که در یک مدل فرآیند نرمال، توصیف شده، پشتیبانی میکنند. اغلب، این سامانهها، مستقیماً، مدل فرآیند را اجرا نمیکنند، بلکه انعطافپذیری را فراهم میکنند که میتواند منجر به انحراف از مدل شود .[12]

اکثر رویکردها به منظور پایش فعالیتهای کسبوکار، با استفاده از پردازش رویداد پیچیده از محدودیتهای رفتاری که توسط یک مدل فرآیند معیار، اعمال میشود، استفاده میکنند. این محدودیتها را میتوان با استفاده از نمایه رفتار عارضی ، نشان داد که تجریدی از رفتار تعریفشده توسط مدل فرآیند را فراهم میکند. این مفهوم، ویژگیهای رفتاری را توسط روابط در سطح زوج فعالیتها، ثبت میکند. ترتیب اجرای فعالیتها با سه رابطه، تعیین میشود:

.    ترتیب : این رابطه بین دو فعالیت x و y، برقرار است، اگر در هر نمونه فرآیند، فعالیت x، قبل از y اتفاق بیفتد و برعکس آن ممکن نباشد.

.    انحصار : دو فعالیت در این رابطه نمیتوانند در یک نمونه فرآیند، باهم دیده شوند.

.    ترتیب جایگذاری : دو فعالیت، در یک نمونه فرآیند با هم اتفاق میافتند اما ترتیب آنها، اهمیتی ندارد.

نمایههای رفتار عارضی6، به صورت بهینه از مدلهای فرآیند، قابل محاسبه هستند [13] اما بههرحال، تجریدی از مدل فرآیند بوده و نسبت به روشهای مبتنی بر حالت، محدودیتهایی دارند. به عنوان مثال، در نمایههای رفتاری، تعداد در نمونه فرآیند ، برای اجرای یک فعالیت، قابل ثبت نیست. در هر صورت، آزمایشها [14] نشان داده که این نمایهها، بخش زیادی از ویژگیهای رفتاری یک مدل فرآیند را ثبت میکنند. یکی از کارکردهای BAM، بررسی تطابق رفتار فرآیند - رویدادها - با رفتار مورد انتظار - مدل فرآیند - است، این کارکرد در BAMهای رویداد محور ارائهشده، با استفاده از نمایههای رفتار عارضی، پیادهسازی شده است.